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《东北大学》 2005年
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非线性时滞系统模糊控制的研究

魏新江  
【摘要】:在工程实践中,时滞现象是普遍存在的。例如,化工过程、生物系统、经济系统等都存在时滞现象。与非时滞系统比较,时滞通常是引起系统不稳定与振动的原因。因此对时滞系统加以专门的研究就显得非常的必要,并且具有相当重大的意义。现代数学、控制理论和计算机技术的迅速发展为不确定时滞系统的研究提供了强有力的工具。近年来,作为控制理论研究热点之一的非线性系统控制理论得到了长足的发展,尤其是微分几何方法的引入,使得非线性系统控制理论得到了很大的飞跃。但作为更一般的问题,也是更复杂的问题,非线性时滞系统控制的研究还没有得到应有的重视。近年来,由于模糊系统理论不需要精确的数学模型并且可以有效地利用专家知识,从而成功地应用于许多控制问题中。另外模糊控制技术具有控制器设计简便,适用于许多非线性系统并且具有鲁棒性强等特点,20世纪80年代以来在控制理论和工程实践方面获得了巨大的发展。本课题主要研究基于模糊控制方法的非线性时滞系统鲁棒控制。 本文的主要工作概括如下: 研究了一类不确定时滞系统基于模糊T-S模型的鲁棒控制及其稳定性分析。应用不确定模糊T-S模型对一类非线性不确定系统进行逼近,在此基础上研究模糊状态反馈、模糊鲁棒观测器的设计和基于观测器的状态反馈控制器的设计问题。基本思想是:把整个状态空间划分成n个模糊子空间,在每个模糊子空间,用不确定模糊T-S模型表示局部线性不确定系统,对每个局部线性不确定系统设计局部鲁棒观测器和状态反馈控制器。总的鲁棒观测器和反馈控制器增益分别是各个局部子系统观测器和状态反馈控制增益的加权和。 针对一类单输入单输出不确定非线性系统,提出了一种稳定的自适应模糊控制方法。该方法不需要系统状态可测的条件,而是通过设计模糊状态观测器来估计系统的状态。系统的未知非线性项通过模糊逻辑系统进行逼近,且逼近误差满足一定的有界条件,根据Lyapunov方法对系统进行分析,得出相应的参数自适应
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